小引擎（單缸）的電子控制方案設計

MCZ33812詳細介紹

　　MCZ33812將多個模擬功能集成到一個小型的32引腳的封裝里。MCU和該IC間的接口要通過10個并行的5V邏輯電平線路。之所以選擇簡單的并行接口，是為了保證即使從只擁有機械設計背景轉過來電子設計新手也能輕松了解該電路。該電路設計從標準的12伏電池運行，但可以最高承受36V的電壓，并且所有外部輸出都可防止電池短路，過電流、溫度過高和ESD問題。下文簡要介紹包含的功能特性：

　　電源

　　該模塊是一個線性穩(wěn)壓器預驅動裝置，可提供穩(wěn)定的5V電源，為MCU提供動力。它的設計可以在 *V到36V的輸出電壓中提供穩(wěn)定的5V電壓，并且跟蹤從*V降為4.5V的輸入電壓電源。作為預驅動裝置，它驅動外部PNP晶體管的基極，在集電極處生成浮動范圍為+/-2%的5V電壓。VCCSENS輸入引腳與PNP集電極相連，該集電極監(jiān)控提供反饋的輸出電壓并讓集電極穩(wěn)壓在5V。

　　復位和安全功能

　　要保證MCU的功能正常，該IC必須具備某些安全功能。第一個帶輸出引腳RESETB的復位電路，它能驅動MCU的復位輸入引腳?？偣灿腥N不同的事件可能導致復位信號發(fā)生。復位模塊包含三個輸入引腳：一個是VCCSENS，用來感應外部5V電壓；一個是WDRFSH，用來定期提供MCU到看門狗定時器的刷新信號；最后一個是WD_INH，用來選擇是啟用還是禁用看門狗功能?？赡茯寗訌臀恍盘柕牡谝粋€事件是上電復位。當器件首先上電時，RESETB 信號置于低，以確保MCU保持在復位狀態(tài)，直到電源電壓達到最低工作值。當5V電壓超過最低電平時，RESETB信號可以在低的位置再保持128 微秒，從而讓MCU的內部邏輯時間趨于穩(wěn)定。過了128微秒后，RESETB信號置于高，MCU開始執(zhí)行程序。發(fā)生RESETB信號的第二種情況是欠壓復位，5V電壓低于MCU的最小工作值時發(fā)生。這樣能確保MCU超過推薦的工作電壓范圍后不會運行。生成RESETB信號的最后一種情況是看門狗電路超時復位。當看門狗電路啟用后，WDRFSH引腳會定期提供來自MCU的刷新信號。如果MCU不能提供定期刷新信號，就表明程序指令流出現(xiàn)錯誤或MCU“掛斷”了。發(fā)生RESETB狀況后，看門狗最大時長由WDRFSH引腳上MCU提供第一個脈沖的時長來確定。

　　圖3 MCZ33812復位電路框圖

　　點火預驅動裝置

　　點火預驅動裝置可以驅動IGBT或達林頓晶體管。它有兩個輸出線路，即IGNOUTH和IGNOUTL線路，由單個并行輸入引腳IGNIN控制。選擇使用的晶體管類型時，可以由連接的IGNSUP引腳決定：可以選擇達林頓晶體管提供5V電壓或者選擇IGBT提供12V電壓。大部分新汽車設計師選擇使用IGBT，但一些小引擎ECU設計師仍然選用達林頓晶體管，因為以前的CDI ECU設計使用達林頓晶體管。點火預驅動裝置檢測到開路故障或電池短路后，將故障指示信號IGNFLT發(fā)送給MCU。

　　低邊驅動裝置

　　它有三個低邊驅動裝置，全部使用相關的并行輸入引腳來控制。它們分別設計來驅動噴油器、繼電器（或備用噴油器）以及報警燈或其他負載。

　　低邊驅動裝置在過壓或欠壓事件中都會關閉，它們都可以防止過電流、電池短路和溫度過高狀況。對于噴油器和繼電器驅動裝置，可以檢測空載或電池短路故障。噴油器和繼電器驅動裝置向MCU提供故障報告信號。

　　繼電器驅動裝置擁有與噴油器驅動裝置相同的電子特征，因此它也能用來驅動其他電流更高的器件，如燃油泵。

　　指示燈驅動器沒有故障指示信號，但它可以防止過電流、過壓、溫度過高和電池短路。因為它沒有引腳為微控制器提供故障信息，檢測到故障條件時，驅動器關閉；當故障條件消失后，它再次打開。但它被設計來驅動白熾燈，因為它的最大電流限額為3 安，但另外兩個驅動器的限額為6 安。

　　ISO-9141 通信接口

　　提供ISO-9141串行接口，允許MCU收發(fā)進出外部測試終端的診斷信息。

MCZ33812 參考設計

　　為演示用于小引擎ECU的第一款模擬IC的功能，ECU參考設計由此產生。

　　圖6 MCZ33812參考設計板